O sonho de voar remonta, para o ser humano, desde a pré-história. Muitas lendas, crenças e mitos da antiguidade envolvem ou possuem fatos relacionados com o voo, como a lenda grega de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre outros inventores visionários, desenhou um avião, no século XV. Com o primeiro voo feito pelo homem (Jean-François Pilâtre de Rozier e François Laurent d'Arlandes) numa aeronave mais leve que o ar, um balão, o maior desafio tornou-se a criação de uma máquina mais pesada do que o ar, capaz de alçar voo por meios próprios.
Anos de pesquisas por muitas pessoas ávidas do tão sonhado vôo produziram resultados fracos e lentos, mas contínuos. Em 28 de agosto de 1883, John Joseph Montgomery tornou-se a primeira pessoa a fazer um voo controlado em uma máquina mais pesada do que o ar, em um planador. Outros aviadores que fizeram voos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.
No começo do século XX, o primeiro voo numa máquina mais pesada do que o ar, capaz de gerar a potência e sustentação necessária por si mesmo, foi realizado. Porém, isto é um fato polémico, já que Santos Dumont é creditado no Brasil como o responsável pelo primeiro vôo num avião, enquanto que na maior parte do mundo, o crédito à invenção do avião é dado aos irmãos Wilbur e Orville Wright de origem norte-americana, sendo a excepção a França em que o mesmo é creditado ao seu verdadeiro inventor Clément Ader que efectuou o primeiro voo de um mais pesado que o ar propulsionado a motor em 9 de Outubro de 1890 , que no entanto é ignorado completamente pelo resto do mundo porque os seus voos foram realizados em segredo militar e só se soube da sua existência muitos anos depois . É de notar no entanto o facto curioso de que, apesar de no resto do mundo Clément Ader não ser reconhecido como o pai da aviação, o termo por ele criado para os seus aparelhos, "Avion" (avião em português), é utilizado em todas as línguas latinas para descrever os aparelhos mais pesados que o ar
Santos Dumont, considerado por muitos brasileiros como o inventor do primeiro avião da história, o 14-bis.
Guerras na Europa, em especial, a Primeira Guerra Mundial, serviram como palco de testes para o uso do avião como armamento. Primeiramente visto por generais e comandantes como um "brinquedo", o avião provou ser uma máquina de guerra capaz de causar sérios estragos nas linhas inimigas. Na Primeira Guerra Mundial, grandes ases surgiram, dos quais o maior foi o alemão Barão Vermelho. Do lado aliado, o ás com a maior quantidade de aeronaves abatidas foi René Fonck da França.
Após a Primeira Guerra Mundial, os aviões passaram por inúmeros avanços tecnológicos. Em 1919, os britânicos John Alcock e Arthur Whitten Brown realizaram a primeira travessia transatlântica em um avião. Associando-se a Sacadura Cabral, Gago Coutinho realizou em 1921 a primeira travessia aérea do Atlântico Sul. João Ribeiro de Barros foi o primeiro nas Américas a relizar uma travessia aérea transatlântica, em 28 de abril de 1927. Charles Lindbergh tornou-se a primeira pessoa a cruzar o Oceano Atlântico num vôo solo sem escalas, em 20 de maio de 1927. Os primeiros vôos comerciais foram realizados entre os Estados Unidos e o Canadá, em 1919. A turbina a jato estava em desenvolvimento na década de 1930, sendo que aviões a jato militares já estavam operando na década de 1940. O Boeing 707, o primeiro jato transatlântico comercial. O primeiro jato comercial, o De Havilland Comet, foi introduzido em 1952, e o primeiro jato comercial de sucesso, o Boeing 707, ainda nos anos 50. O Boeing 707 iria desenvolver-se posteriormente no Boeing 737, a linha de aviões de passageiros mais usada do mundo, no Boeing 727, outro avião de passageiros bastante usado, e no Boeing 747, o maior avião comercial do mundo até 2005, quando foi superado pelo Airbus A380.
Aviões supersónicos, como o Concorde e caças militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram potência necessária para quebrar a barreira do som. Além disso, o desenho do avião supersónico apresenta certas diferenças com o desenho de aviões subsónicos, devido à compressão do ar em altas velocidades não só asa, também à fuselagem tem desenho diferente em relação aos aviões subsônicos além da clara necessidade de reduzir o arrasto do aparelho com o ar.
Em porta-aviões, usa-se uma espécie de catapulta linear, movida à pressão do vapor proveniente do próprio motor da embarcação. Essa catapulta fica abaixo da pista, ficando visível apenas um gancho no chão da pista, que encaixa no trem de pouso dianteiro da aeronave e a impulsiona fazendo-a atingir a velocidade necessária para decolagem em uma pista curta. À primeira vista, a parte visível desse sistema se assemelha a um trilho. No pouso a velocidade é igualmente alta. Então o caça faz o uso de um gancho de retenção (localizado na parte traseira do avião), que prende-se à cabos de aço esticados na pista, ajudando a parar rapidamente.
Duas características comuns a todos os aviões são a necessidade de um fluxo constante de ar pelas asas para a sustentação da aeronave e a necessidade de uma área plana e livre de obstáculos onde eles possam alcançar a velocidade necessária para decolar e alçar voo, ou diminuí-la, no caso de uma operação de pouso. A maioria dos aviões, portanto, necessita de um aeroporto, dispondo de uma boa infraestrutura para receber adequada manutenção e reabastecimento, e para o deslocamento de tripulantes, carga e passageiros. Enquanto a grande maioria dos aviões pousa e decola em terra, alguns são capazes de fazer o mesmo em corpos d'água (hidroaviões), outros são capazes de decolar e pousar tanto na água quanto em terra (aviões anfíbios) e alguns até mesmo sobre superfícies congeladas.
